JP2013013734A - 電気インピーダンス断層撮影装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】電気インピーダンス断層撮影装置において、制御ユニットが、適切なプログラミングにより、すべての測定チャネルの測定信号(U1,..,UM)から少なくとも1つの特性(e1,...,eM)を連続して求め、前記測定チャネルの測定信号を前記特性に基づいて補正するか、または前記再構成アルゴリズムを前記特性に基づいて適合させるよう構成されている。
【選択図】図2
Description
em 1:固定時間窓内で平均した電圧Umの実数成分Re(Um)、m=1・・・208。時間窓はおよそ30秒であり、複数の呼吸を含む。
em 2:固定時間窓内で平均した電圧Umの位相φm=atan(Im(Um)/Re(Um))、m=1・・・208。
em 3:固定時間窓内で平均した電圧Umの最高電圧max(Um)の絶対値、m=1・・・208。
em 4:固定時間窓内で平均した電圧Umの相対的なコモンモード誤差
em 5:固定時間窓内で平均した電圧UmないしUm’の相反関係rm=|(|Um|−|Um’|)/(|Um|+|Um’|)|。ここで、m、m’は互いに相反するチャネルであり、rm=rm’。
em 6:信号対雑音比SNRm=20log10(Um/Nm)、m=1・・・208。チャネル固有の雑音成分Nmは生理的信号源(換気、心拍)の周波数範囲よりも上のカットオフ周波数でハイパスフィルタリングされた電圧時系列の実効値から推定した。
E1:チャネル固有の品質指標の平均値
E2:チャネル固有の特性em 6の最大値
E3:ダイナミックレンジ(最高電圧の最低電圧に対する比)
E4:技術的動作状態(0または1を出力するEITシステムのフラグ)
2 電流供給の回転
3 電流供給位置ごとの電圧測定の回転
4 被験者に取り付けられたEIT測定用の電極+ケーブル
5 EIT装置
6 データ輸送、データフロー
7 1つのフレームの全M個のチャネルの電圧の測定ベクトル
8 1つのフレームの動作データを有するベクトル
9 少なくとも1つのフレームからの電圧および動作情報からなるデータセット
10 計算ユニット
11 データセットからの、チャネル固有の特性の計算
12 データセットからの、G個の大域的特性の計算
13 チャネルおよび特性に固有の品質パラメータの計算
14 大域的特性の大域的品質パラメータの計算
15 チャネル固有の特性の目標値/目標範囲を含むデータベースまたはリスト
16 大域的特性の目標値/目標範囲を含むデータベースまたはリスト
17 チャネル固有の品質指標の計算
18 チャネル固有の品質指標の時間的挙動の分析
19 測定のための大域的品質指標の計算
20 チャネル固有の品質指標の閾値に対する変化に基づいた、再構成の適合または従前の再構成規則の再使用の判断
21 チャネル固有の品質指標を取り入れた再構成規則の適合
22 データセットの電圧からのEITデータの再構成
23 品質尺度によるEITデータの表示
24 大域的品質指標Qの棒グラフ表示
25 大域的品質指標Qの交通信号表示
26 大域的品質パラメータQの色コーディングおよび/または明るさコーディングされた表示
27 大域的品質パラメータQの準連続的な色コーディングおよび/または明るさコーディングされた棒グラフ表示
28 大域的品質パラメータQの英数字による充填レベル表示
29 大域的品質指標Qの円グラフ表示
30 英数字で品質が表示された一回換気画像
31 換気量差のトレンド表示における長い期間中の短い区間
32 換気による短い区間(例えばおよそ1分)のインピーダンス曲線
33 種々のEIT派生値の比較的長期間(例えば10分)にわたるトレンド表示
34 データ品質の悪い表示されたエピソード(解釈不能)
35 表示32のスケーリングには加わらず、したがって完全には表示されない、データ品質の悪いエピソードにおけるインピーダンス曲線の誤差のある値(再構成の適合は例えば誤差が多すぎるためもはや不可能だった)
36 スケーリングには加わらない、データ品質の悪いエピソードにおける換気量差の誤差のある値
37 データ品質の悪いエピソードにおいて所定の値に設定されたトレンド表示の値
38 データ品質の悪いエピソードの直前のトレンド表示の値による、トレンド表示の値の補間
39 チャネル特性eαの非対称な確率分布、例えば相反関係、値が大きすぎる場合には切断されるコモンモード電圧(s.o)
40 チャネル特性eαの非対称な確率分布、例えば、値が小さすぎる場合には切断される、患者ごとの最低電圧の実数成分(s.o)
41 チャネル特性eαの対称な確率分布、例えば、値の絶対値が大きすぎる場合には切断される、平均値を引いた電圧の位相または変調の2f分布
Claims (10)
- 身体に取付可能な複数の電極と、当該複数の電極に交流電流または交流電圧を供給し、当該複数の電極から測定信号として電圧信号または電流信号を受け取る制御および測定回路と、当該制御および測定回路と接続されており、そのつど1つの電極対に交流電流または交流電圧を供給し、残りのすべての電極対の各電極対の電圧信号または電流信号を1つの測定チャネルの測定信号として受け取り、供給電極対が前記複数の電極を連続的に通過するようにすることにより、M個の複数の測定チャネル(K1,...,KM)において測定信号(U1,...,UM)を受け取って処理し、処理された測定信号から再構成アルゴリズムにより電極平面における身体のインピーダンス分布を再構成するように適切にプログラミングされた制御ユニットとを有する、電気インピーダンス断層撮影装置において、
前記制御ユニットは、適切なプログラミングにより、すべての測定チャネルの測定信号(U1,..,UM)から少なくとも1つの特性(e1,...,eM)を連続して求め、前記測定チャネルの測定信号を前記特性に基づいて補正するか、または前記再構成アルゴリズムを前記特性に基づいて適合させるように構成されていることを特徴とする電気インピーダンス断層撮影装置。 - 前記制御ユニットは、すべての測定チャネルにおいて各測定信号(U1,..,UM)に関してそれぞれN個の特性em α(UM) (α=1,...,N)を求め、当該特性を予め決められた目標値および/または目標範囲esoll m αと比較し、比較結果を基礎として、前記測定チャネルの測定信号を前記特性に基づいて補正するか、または前記再構成アルゴリズムを前記特性に基づいて適合するように適切なプログラミングにより構成されている、請求項1に記載の電気インピーダンス断層撮影装置。
- 前記制御ユニットはさらに、各測定チャネルにおける測定信号の特性em α(UM)として、下記の特性のグループ、すなわち、信号雑音比(SNR)、測定信号の平均絶対値、位相または実数成分および虚数成分、測定信号の平均値からの平均偏差、特に平均値からの平均二乗偏差、測定信号のクロストーク推定値、測定信号の求められたコモンモード推定値、信号ドリフト、ある特定の期間にわたる相関的な信号時系列の間の相関、測定信号と換気データとの間の相関、電極皮膚間接触インピーダンスの絶対値および位相、ある特定の期間にわたる測定信号の周波数スペクトルの絶対値および位相の分布の特徴的な特性、例えば最大値、標準偏差、スペクトル分布の形状パラメータのうちの複数を求めるようにプログラミングにより構成されている、請求項2に記載の電気インピーダンス断層撮影装置。
- 前記制御ユニットはさらに、各チャネルm=1,...,Mの求められた前記特性em αと予め決められた目標値または目標範囲esoll m αとの比較から、チャネル固有かつ特性固有の品質パラメータqm α(em α,esoll m α)を求めるようにプログラミングにより構成されており、前記再構成アルゴリズムにおいて、信号の品質が比較的低いことを示す品質パラメータを有する測定チャネルは、信号の品質が比較的高いことを示す品質パラメータを有する測定チャネルよりも軽く重み付けされる、請求項2または3に記載の電気インピーダンス断層撮影装置。
- 前記制御ユニットはさらに、前記品質パラメータqm α(em α,esoll m α)を特に各測定チャネルの特性固有の品質パラメータqm α(em α,esoll m α)の算術平均または幾何平均によりチャネル固有の品質パラメータqm(q1 1,...,qm α,...,qM N)に統合するようにプログラミングにより構成されており、前記チャネル固有の品質パラメータは区間[0,1]に正規化されており、値0は最低品質に、値1は最高品質に対応付けられており、前記測定チャネルは正規化された前記品質パラメータに従って前記再構成アルゴリズムにおいて重み付けされる、請求項4に記載の電気インピーダンス断層撮影装置。
- 前記制御ユニットは、前記特性em αおよび/または前記特性から導出された特性品質パラメータおよび/または統合されたチャネル固有の品質パラメータの算出を特に随走する時間窓を介して行うことにより更新するようにプログラミングにより準備されている、請求項1から5のいずれか1項に記載の電気インピーダンス断層撮影装置。
- 前記制御ユニットは、測定チャネルの測定信号、測定チャネルの特性および/または前記電気インピーダンス断層撮影装置の技術的動作変数から複数の大域的特性Eβ、β=1・・・Gを連続して求めるようにプログラミングにより準備されており、前記大域的特性には、チャネル固有の特性em αおよび/またはチャネル固有の品質パラメータqm αおよび/または動作電流強度の最大値、最小値もしくは平均値または組合せ、増幅係数、電圧のダイナミックレンジ、動作周波数、および前記再構成アルゴリムの適合有りおよび無しでの差動EIT画像のノルムが含まれており、前記制御ユニットはさらに、前記大域的特性Eβを予想される目標値および/または目標範囲Esoll βと比較し、比較結果に基づいて大域的品質パラメータQβ(Eβ)を求めるようにプログラミングにより準備されている、請求項1から6のいずれか1項に記載の電気インピーダンス断層撮影装置。
- 前記制御ユニットはさらに、前記大域的品質パラメータQβ(Eβ)を、特に前記大域的品質パラメータの算術平均値または幾何平均値を求めることにより、大域的品質指標Q(Q1,...,QG)に統合するようにプログラミングにより構成されており、前記制御ユニットは有利には、前記大域的品質指標を区間[1,0]に正規化し、前記大域的品質指標をEIT測定の品質調整に使用するようにプログラミングにより構成されている、請求項7に記載の電気インピーダンス断層撮影装置。
- 前記制御ユニットはさらに、前記大域的品質指標をディスプレイにグラフィックまたは英数字で表示するようにプログラミングにより構成されている、請求項8に記載の電気インピーダンス断層撮影装置。
- 前記制御ユニットはさらに、測定されたインピーダンス分布から導出され、その時間発展がディスプレイ上に表示される導出変数に関して、品質指標が所定の最低基準に満たないような時間間隔は別に表示するか、または、前記値の表示において、ならびに前記値の時間的分析のために、前記時間間隔を隣接する区間から導出された値で、例えば補間または平均値形成で、または所定の値で置き換えるようにプログラミングにより構成されており、前記置き換えられた時間間隔は別に見分けが付くようにされる、請求項8または9に記載の電気インピーダンス断層撮影装置。
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